EMI対策について - 弊社製品の150MHz信号の影響と対策
- 機器の内部で発生する150MHz信号とその整数倍の高調波が周囲に影響を与える問題があります。
- 金属のケースとアルミホイルの使用では十分なEMI対策ができないことがわかりました。
- 外部への電磁波の影響を抑えるためのEMI対策方法を検討しているので、一般的な対策や事例を教えてください。
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機器のEMI対策について
弊社の製品の内部で150MHzの発振が発生する部分があるのですが、機器からちょうど150MHzと150MHzの整数倍の高調波が発生し、周囲に影響を与えることがあります。この150MHzは非常にシビアな信号で立ち上がりを遅くすることはできません。 製品のケースは金属でできており、すきまをアルミホイルで覆ってケースと接続しても周囲へ放出する電磁波にはあまり効果が見られませんでした。 外部へ電磁波を出さない方法を検討していますが、何かEMI関連で対策を教えて頂けないでしょうか。一般的な対策やある事例等を紹介して頂けるとありがたいです。よろしくお願いします。
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規格をクリアするための一般的なEMI対策としては 「150MHzの発振周波数をスペクトラム拡散して漏出妨害波の周波数を拡散することで周波数毎のピーク値を低く抑える」 という手法も一般的です。 最近の発振ICなどではレジスタ設定やジャンパを変えるだけで拡散モードにすることが可能な製品が多いです。 ただし接続される機器のPLLなどに悪影響を及ぼさない範囲を検討要。 基板再設計可能なら高速な立ち上がりが必要な回路をグランドパターンで囲み 鋼板や銅板のシールドを施すことも可能です。 回路設計からの見直しになりますが、製品基板の電源電圧を下げたり信号振幅を小さくする更に差動化するなどの対策手法があります。
その他の回答 (5)
（4）に同じく、アルミホイルより銅箔です。接触を確実にするための凸凹が付き、接着剤付きの専用品。 製品の筐体でも細かい爪を設けた付加部品。 これより細かい間隔で導通が確保されておれば使う必要はありません。 製品形状が少し違うよう乍ら対策の例。役立ちそうな箇所 図９ 筐体とシールドの接点部分 図１５ フェライトコアなし 図１７ シールド内側にコア取り付け 12dBほどの効果
お礼
アドバイスを頂いたようにアルミよりも銅が良いというのは聞いたことがございます。参考にさせて頂きます。ご回答ありがとうございました。
まず、ケースの有無で漏洩状態に変化が無いか調べてケースからの漏えいか、配線からの漏えいかを切り分ける必要があります。 あと、電源ラインとかに回り込みが配線がアンテナ化することもよくあることなのですがチョークコイルやバイパスコンデンサは適切に配置されているのでしょうか。 配線関係をシールドツイストペアにしても変化はないでしょうか。 他には アルミホイルだとアルマイト側が絶縁されていて意外とシールドにならないことがあります。 また、アルミの表皮深さは100MHzで8μmなのでアルミ箔1枚10μmでは約1割は透過可能ともいえます。
お礼
アルミが意外とシールドにならないことがあるという点が非常に勉強になりました。ご回答ありがとうございます。参考にさせて頂きます。
世界へ通じる製品開発をするなら、今から“第三者認証機関”を利用し、製品開発をする 習慣をつけたら如何でしょうか？
お礼
本来であれば、それが確かに客観的で1番良い方法かもしれません。 今のところ県が開放しているVCCIの規格に則ったEMI試験を行っています。 第三者認証機関の利用も検討してみたいと思います。 ご回答ありがとうございました。
隙間を埋めるのが第一ですが、電磁波シールド剤（スプレー）は 試されたでしょうか 25μmの塗膜で、最大遮断効果は99.68%と謳っていますが．．． (3)さん "第三者認証機関"に計測を依頼し、さらに電磁波漏洩対策を施して もらえ、という意味でしょうか？？？
お礼
電磁波シールド剤というものがあるのですか。 今後の参考にさせていただき、テストも検討してみようと思います。 ご回答ありがとうございました。
漫然と金属で覆っても、隙間や構造上の弱点があれば電波は漏れます。 まずは、外に引き出されているケーブル（電源、信号インターフェース）に コモンモードチョークを設けるなどの対策を行います。ケーブルに後から 被せるフェライトコアなども有効と思います。 金属のシールドは、“水が漏れない”状態をつくるように、隙間をなくすよ うに相互接続することが必要です。 表示部などに大きな穴が開いていれば、他の部分を厳重にシールドしても 電波は漏れます。 このような場合、“水が漏れない”状態の金属筐体の必要最小限の穴から インターフェースケーブルを引出すことで、表示部をシールドの外側として 150MHzをシールドケースの内側に閉じ込めるようにします。もちろん、 インターフェースケーブルには、ノイズ対策用のフェライトコア等を使って ケーブルを伝って漏れ出す成分を抑制するようにすることが必要です。 取り急ぎ、教科書的な内容ですが、参考になったでしょうか？ 隙間への対応よりも、入出力ケーブル（電源、信号インターフェース）への 対応の方が先です。“この電源線は直流だけだからノイズには影響しない” といった思い込みを捨てて、すべての入出力ケーブルに高周波成分が漏出 しないような対応が必要と思います。 “水が漏れないように”と書きましたが、電磁波が漏出する隙間は、隙間 の幅よりも隙間の長さの方が大きな影響があります。 仮に150MHzの7次高調波の漏出を防ごうとすれば、7次高調波の周波数は 1050MHzであり波長は286mmほどです。隙間の幅が0.1mm以下と狭くても 隙間の長さが1/4波長（70mm程度）あれあば、電磁波は大きな減衰なく 漏出します。隙間の長さを1/4波長（70mm程度）より十分に短くすること が必要です。 本体と蓋をねじで締結するのであれば、ねじのピッチを十分に小さくする ことで隙間の長さを短くすることが一つの方法です。ねじのピッチを小さ くすることが現実的でないとすれば、ねじのピッチ間の本体と蓋の接触を 確保する電気的なガスケットを利用することも有効です。
お礼
やはり、水が漏れない状態まで隙間をなくす必要があるのですね。 弊社機器は、たしかに隙間が多いと思われますので、アドバイスを頂いたとおり、隙間の改善を行ってみます。 ご回答いただき、ありがとうございました。 幅が0.1mm以下と短くても長さが70mm程度あれば、漏出するということを教えて頂き、非常に参考になりました。ご回答ありがとうございました。
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